Betätigungssysteme

Funktionsweise Betätigungssysteme

• Ein Betätigungssystem ist ein elementarer Bestandteil eines Elektromagneten. Im Betätigungssystem wird die magnetische Kraft zur mechanischen Bewegung, um Komponenten wie Ventile, Schalter oder Klappen zu steuern.
• Ein ferromagnetischer Anker bewegt sich hierbei auf einen Kern zu. Diese lineare Bewegung öffnet oder schließt mechanische Ventile oder schaltet Systeme um. Die Rückführung erfolgt durch eine Feder oder andere Rückstellkräfte sobald der Strom abgeschaltet wird.
• Betätigungssysteme bieten präzise, zuverlässige Eigenschaften und sind für industrielle Anwendungen optimiert, da sie eine schnelle, wiederholgenaue Regelung von fluidischen oder mechanischen Prozessen ermöglichen.

Bauformen und Bauarten Betätigungssysteme

• Betätigungssysteme haben meist eine runde Bauform und können damit spezifischen technischen Anforderungen gerecht werden. Das hauptsächlich beinhaltete Designelement ist der Arbeitsluftspalt und auch die sogenannte „magnetische Trennung“. Ohne diese beiden Elemente funktioniert ein Betätigungssystem nicht. Was also eventuell unscheinbar aussieht, ist ein ausgeklügeltes und ausgereiftes Produkt mit elementarer Auswirkung auf die Funktion eines Gesamtsystems.

Leistungsparameter Betätigungssysteme

• Kraft: Dies ist die mechanische Kraft, die das Betätigungssystem erzeugt, um eine Aktion, wie das Bewegen eines Ventils, auszuführen. In einem elektromagnetischen Betätigungssystem hängt die Kraft zum einen von der Stromstärke und der Magnetfeldstärke ab, aber genauso auch von der Auslegung des Betätigungssystems. 

• Druckbeständigkeit:  die Fähigkeit eines Betätigungssystems, einer bestimmten Druckbelastung standzuhalten, ohne bleibende Verformung oder Zerstörung zu erfahren. Die Druckbeständigkeit ist ein entscheidender Parameter für die Bewertung der Stabilität und Sicherheit von Betätigungssystemen und deren Applikationen.
• Hub: Der Hub beschreibt die maximale lineare Bewegung des Ankers innerhalb des Betätigungssystems. Dieser Parameter ist entscheidend, da er bestimmt, wie weit ein Ventil oder eine Komponente geöffnet oder geschlossen werden kann.
• Reaktionszeit: Die Reaktionszeit eines Magnetsystems gibt an, wie schnell es nach einem elektrischen Signal in Aktion tritt, also wie lange es dauert, bis das System vollständig aktiviert ist. Sie hängt u.a. von der Bauweise des Betätigungssystems und der verwendeten Materialien ab.

Aufbau Betätigungssystem

• Druckrohr / Gehäuse: Ein robustes Druckrohr, das das System schützt und die mechanische Struktur bietet. Es besteht aus Metall und wird je nach Anforderungen an mechanische Belastbarkeit, an Druckbeaufschlagung und Umgebungsbedingungen angepasst.
• Anker: Der Anker ist ein ferromagnetisches Bauteil, das im Zentrum des Aktors positioniert ist. Durch die magnetische Anziehung wird der Anker bewegt, wodurch eine mechanische Aktion ausgelöst wird. Der Anker bewegt sich meist linear, kann sich aber innerhalb bestimmter Aktoren rotatorisch bewegen („Drehanker“), abhängig von der Auslegung des Systems.
• Federmechanismus: Viele Betätigungssysteme verwenden eine Feder, die den Anker nach dem Abschalten des Stroms in seine Ausgangsposition zurückführt. Dies stellt sicher, dass das die Ankerposition nie dem Zufall überlassen wird.

Anwendungen Betätigungssystem

• Ventilsteuerung: Betätigungssysteme werden in hydraulischen und pneumatischen Ventilen eingesetzt, um den Durchfluss von Flüssigkeiten oder Gasen präzise zu steuern. Sie sind essenziell in Industriebereichen wie der Stationär- oder Mobilhydraulik.

• Automatisierungstechnik: In automatisierten Produktionsanlagen steuern Aktoren mit Betätigungssystemen mechanische Bewegungen, etwa in Robotern, Pick-and-Place-Systemen oder Förderbändern. Sie sorgen dafür, dass Prozesse schnell und exakt ablaufen und erhöhen die Effizienz und Sicherheit in Fertigungs- und Montageprozessen.
• Fahrzeugtechnik: In modernen Fahrzeugen können Aktoren mit Betätigungssystemen für zahlreiche Anwendungen verwendet werden. Die Steuerung von Bremsen, Kupplungen oder Getrieben können solche Anwendungen sein. Sie tragen zur Fahrzeugautomatisierung und zum Fahrkomfort bei und steigern die Sicherheit und Effizienz von Fahrzeugsystemen.

Umweltanforderungen Betätigungssystem

• Betätigungssysteme müssen strengen Umweltanforderungen genügen, wie Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen, Feuchtigkeit, Staub und Korrosion. Sie müssen auch vibrations- und stoßfest sein, besonders in rauen industriellen oder mobilen Anwendungen. Zudem werden häufig Schutzklassen wie IP67 oder höher verlangt, um Dichtigkeit gegen Wasser und Staub zu gewährleisten. Umweltfreundliche Materialien und energieeffiziente Designs sind zunehmend wichtige Anforderungen in der Entwicklung moderner Systeme.